JP4984027B2 - 石英ガラス不織布の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、石英ガラス不織布の製造方法およびその製造方法を用いて製造された石英ガラス不織布に関し、特に、主として１ＧＨｚ以上の高周波回路に必要な低誘電率、低誘電損失であるプリント配線基板に用いられる石英ガラス繊維を用いた不織布に関する。

乾式不織布とは、一般にカード法、エアレイド法、ニードルパンチ法、スパンボンド法、メルトブロー法により作られた不織布の総称である。
従って、カード機によって繊維を開繊ウェブ化した後、繊維同士を水流交絡法により交絡させる（乾式スパンレース不織布）またはバインダーを用いて接着させる（ケミカルボンド不織布）または繊維を熱融着させる（サーマルボンド不織布）方法で作られた不織布は乾式不織布に分類される。
ｄＴ（デシテックス）は繊維の太さを表す単位で、繊維１０，０００ｍあたりのグラム重量を現す単位である。ｄＴが大きいほど太い繊維になる。石英ガラス繊維はその特殊性から通常のｍｍ、あるいはμｍ単位による表記を用いている。

従来、プリント配線基板には、ガラスクロスと樹脂の複合材料が使用されており、ガラスクロスとしては、一般的にＥガラスが用いられている。
半導体素子の高速化、および通信機器、放送機器の高速大容量伝送の要求が急速に高まってきており、プリント配線基板の高周波特性の改善が求められてきていることから、特に周波数が１ＧＨｚを超える高周波回路用プリント配線基板においては、より低損失なＤガラスやＮＥガラスクロスが使用されてきている。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

更に、ガラスの中でも特に誘電率および誘電損失の小さな石英ガラスクロスを用いたプリント配線基板も開発されてきている（例えば特許文献３および特許文献４参照）。
この石英ガラスクロスは、電気特性は極めて良好であるものの、非常に高価であるために、その使用が一部の高周波回路に限定されてしまうという問題に加え、石英ガラス繊維が非常に硬い為、ドリルでの穿孔性が悪くなる欠点がある。
そこで、より価格の安く、加工性もよい石英ガラス不織布をプリント配線基板用のクロスとして用いるという試みもなされている（特許文献５参照）。
ところで、一般的には１ＧＨｚ以上の高周波回路においては基板の特性インピーダンスのばらつきは±５％以下に制御することが好ましいとされており、この値は例えば導体の厚さや幅等で調整されるが、このような要求が高まっているために、プリント配線基板を構成する石英ガラス不織布自体のインピーダンスばらつきも極力抑制されるべきである。発明者らの研究の結果、１ＧＨｚ以上の高周波回路において基板の特性インピーダンスのばらつきを±５％以下に制御するには、石英ガラス不織布自体のインピーダンスばらつきを±１０％以内にすることが好ましいことが判明した。

しかしながら、石英ガラス不織布はクロスに比べて織り込まれていない為に構造的に不均一で、目付け（又は密度）や厚さにむらが生じやすく、このむらによって、樹脂と複合する際に樹脂の流れ込みが不均一になったり、基板内に扁平な泡が発生したり、プリント配線基板とした後にも厚さのばらつきや電気特性、特に１ＧＨｚ以上の高周波におけるインピーダンスのばらつきが大きくなってしまうという問題がある。

特に、上記特許文献５に記載されたメルトブロー法による石英ガラス不織布の製造においてはガラス溶液を吹き飛ばして形成する為に一本一本の繊維の径や長さがばらつき、また、一本の繊維内においても先端部は細く、中央部で太いという形状的な特徴が避けられないため、目付けや厚さを一定にすることが難しく、均一な電気特性を持った不織布を作成する事が難しいことが判った。
そこで、他の不織布と同様に、目付けや厚さを一定にするため、上記不織布をカード機を用いて開繊する試みを行った。しかしながら、カード機を用いて開繊する際に、「だま」が出来易く、繊維が絡まって切れてしまう事が多く、収率良く程度の良いウェブを形成することが困難であった。これは、メルトブロー法で製造された石英ガラス繊維は熔融状態で高圧ガスにより吹き飛ばされるために、１本１本の繊維に折れ曲がりやねじれが生じているためであると考えられる。
特開平０３−３７１３６号公報 特開平１０−１６７７５９号公報 特開２００４−０９９３７６号公報 特開２００４−０９９３７７号公報 特開２００４−３５３１３２号公報

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、均一な石英ガラス不織布を安価に製造するための手段を提供することを目的とする。

具体的には高周波回路用プリント配線基板に好適な石英ガラス不織布として、インピーダンスのばらつきが設定値の±１０％以内に抑制された石英ガラス不織布を安価に製造することのできる石英ガラス不織布の製造方法、およびこの製造方法により製造された石英ガラス不織布を提供するものである。

上記の課題は、下記（１）から（７）の構成の本発明による石英ガラス不織布の製造方法および石英ガラス不織布により達成される。
（１） 周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布の製造方法であって、多数本の一定径の石英ガラス長繊維を、方向を揃えた後所定の長さに切断して、一定長の石英ガラス繊維からなる石英ガラス繊維群を形成し、この石英ガラス繊維群をカード機で開繊してカードウェブを作製し、このカードウェブの石英ガラス繊維を少なくとも水流交絡法を用いて交絡させて不織布を製造することを特徴とする石英ガラス不織布の製造方法。
（２） 前記石英ガラス長繊維が、ロッド延伸法にて作成されたものであり、直径１μｍ以上、２０μｍ以内の範囲にあり、長さが１０ｍ以上の長繊維であり、前記石英ガラス繊維群中の石英ガラス繊維の繊維径のばらつきが直径に対して±２０％以内であることを特徴とする上記（１）に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
（３） 前記切断された繊維長さが１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
（４） 前記カード機により得られた石英ガラス繊維からなるカードウェブに、水流交絡を施した後、バインダーを塗布して不織布を形成することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の石英ガラス不織布の製造方法。
（５） 周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布の製造方法であって、多数本の石英ガラス長繊維を、その方向を揃えた後所定の長さに切断し、それらに熱融着性を有する合成繊維を配合して繊維群を形成し、この繊維群をカード機で開繊してカードウェブを形成し、このカードウェブの石英ガラス繊維および合成繊維を水流交絡法を用いて交絡させた後、熱融着させることにより、不織布を形成することを特徴とする石英ガラス不織布の製造方法。
（６） 石英ガラス繊維に配合される熱融着性を有する合成繊維が、１ＭＨｚにおける比誘電率が２．５以下であり、かつ誘電損失（ｔａｎδ）が３×１０^−３以下であり、繊維径が０．５ｄＴ（デシテックス）〜１０ｄＴの範囲にあり、前記繊維群における配合割合が５質量％以上、７０質量％以下にあることを特徴とする上記（５）に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
（７） 上記（１）〜（６）のいずれかに記載の石英ガラス不織布の製造方法によって製造された、周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布。

本発明の実施の形態による石英ガラス不織布の製造方法により作成される石英ガラス不織布は、目付が５〜７０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、その目付けのばらつきが±２０％以内、好ましくは±１０％以内であり、厚さが５０μｍから３００μｍであることが好ましく、厚さのばらつきが±２０％以内、特に±１０％以内であることが好ましい。
近年、高周波回路用のプリント配線基板は積層化が進んできているので、プリプレグ一層あたりの厚さは薄くなる傾向があり、用いられる石英ガラス不織布の厚さも、近年は１００μｍ前後の薄いものが多く使用される傾向にある。
また、１０ＧＨｚの高周波における比誘電率が３．８以下であって、そのばらつきが±１０％以内、誘電損失（ｔａｎδ）が３．５×１０^−３以下であって、そのばらつきが±１０％以内であることが好ましい。
本発明の実施の形態による石英ガラス不織布の製造方法は、多数本の一定径の石英ガラス長繊維を、方向を揃えた後所定の長さに切断して、一定長の石英ガラス繊維からなる石英ガラス繊維群を形成し、この石英ガラス繊維群を原料とすることを最大の特徴とする。上記石英ガラス長繊維は、複数の石英ガラスロッドを、上下端を開放した炉内を高温に維持した電気炉内をゆっくりと通過させつつ、ロッドの下端を高速で延伸するロッド延伸法により製造されたものであることが好ましい。ロッド延伸法自体は公知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

石英ガラス繊維の繊維径は１μｍ以上、２０μｍ以下、特に２μｍ以上、１０μｍ以下が好ましく、かつその径ばらつきが±２０％以内、好ましくは±１０％以内であることが好ましい。長繊維を経由することにより石英ガラス繊維の繊維径を、上記の範囲内で任意に設定することが可能で、かつその径ばらつきを上記の範囲内に抑制することが可能となる。繊維径が、上記範囲未満であると、繊維径のばらつきを抑制することが困難になると同時に繊維を作成する際の歩留まりが低下する。上記範囲を超えると、得られた石英ガラス不織布の厚さを、例えば１００μｍ以下に薄くすることが困難になる。径のばらつきが±２０％を超えると、カード機で開繊してウェブを形成する際、歩留まりが悪くなると同時に得られた不織布の目付け、厚さ、電気特性におけるばらつきが大きくなり易い。
また、繊維長は、１０ｍｍ以上、５００ｍｍ以下、特に５０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下が好ましい。繊維長に関しても、揃えた長繊維を切断する為に、上記の範囲にある任意に設定することが容易で、かつ長さのばらつきも抑制することが容易である。繊維長が、上記範囲未満であると、得られた不織布の強度が低下しやすくなり、また不織布とする際の歩留まりが悪くなりやすい。また、上記範囲を超えると、カード機によるウェブ形成が困難なものになったり、ウェブが形成されたとしても得られた不織布の地合いが悪くなり、また、目付け、厚さ、電気特性のばらつきが大きくなり易い。ここで、地合いとは、不織布を目視した場合の均質性を表す。

また、上記のような方法によって延伸された石英ガラス長繊維は、真直ぐでねじれ等がないために、得られた石英ガラス繊維のカード特性が良好で、収率良く密度むらの少ないウェブを形成できる。
更に、石英ガラス長繊維の線引きの際、炉の下端と巻き取り機の中間地点でサイジング材を塗布することが可能となり、メルトブロー法では非常に困難であったサイジング材の塗布が可能となり、この結果、繊維の強度が増し、後工程であるカード機による開繊が容易になるという特徴も併せて有する。
本発明においては、以上のような特性を有する石英ガラス繊維からなる石英ガラス繊維群をカード機で開繊して、カードウェブを得、これを用いて石英ガラス不織布を製造する。上記カードウェブ自体を石英ガラス不織布としてもよい。カード機としては、従来の合成繊維不織布製造に用いられる乾式カード機を用いることができる。なお、従来の合成繊維不織布を製造する場合と同様に、乾式カード機の設定を変えることにより、カードウェブにおける目付け、厚さ、地合いを必要に応じて変化させることが出来る。

また、得られた石英ガラス不織布に強度を付与し、目付けおよび厚さを更に均一にするためには、不織布における石英ガラス繊維の交絡が重要になる。
具体的には、乾式カード法により形成されたカードウェブを、水流交絡法、サーマルボンド法、およびケミカルボンド法のいずれか、あるいはそれぞれの方法を組み合わせて繊維の交絡を行って不織布を形成する事が適切である。
これらの交絡手段は原料である石英ガラス繊維束の開繊状態を適切に設定しかつ、交絡する為のパラメーターを適切に設定することにより、厚さ及び目付けの調整が容易でかつ均一な交絡が可能であって、かつ製造効率が高い為にコストが安価であるからである。
また、本発明で用いる水流交絡法、サーマルボンド法、およびケミカルボンド法は、厚さの薄い不織布を安定的に製造する方法として好ましい。メルトブロー法では繊維を圧縮する力が弱い為に厚さの厚い不織布を製造するのに適しているが、近年のプリント配線基板の傾向として、厚さが薄くなる傾向があり、これらに用いられる薄い不織布には水流交絡法、サーマルボンド法、およびケミカルボンド法の方がより適している。

水流交絡法はウォータージェット機という装置を用いて、カードウェブを構成する繊維同士を水流によって交絡する方法である。水流の圧力を調整することにより繊維同士の交絡の程度を制御することが可能である。処理速度が非常に速いことから、近年、一般有機繊維を用いた不織布製造には多く用いられるが、石英ガラス繊維に応用するのは本件が初めてである。

ケミカルボンド法はカードウェブを結合剤（バインダー）で接合し、不織布強度を強化する方法で、バインダーの塗布方法として、浸漬方式、泡方式、スプレー方式等がある。
一般的な不織布の場合にはバインダーに対する制約はほとんど存在しないが、本発明の目的を達成する為の、石英ガラス不織布の場合、バインダーの誘電率及びｔａｎδが石英ガラス繊維のそれと近いものでなければならず、使用できるバインダーとしては、シクロオレフィン系樹脂、例えば日本ゼオン社製商品名ゼオノア又はゼオネックス、あるいはＰＰＥ樹脂等が挙げられる。
ゼオノア、ゼオネックスの１ＭＨｚにおける比誘電率ε’は２．３、ｔａｎδは０．０００２と石英ガラス繊維（ε’：２．４、ｔａｎδは０．０００１）と類似しているが、ＰＰＥ樹脂の比誘電率ε’は２．４５、ｔａｎδは０．０００７と石英ガラスに比較してかなり高いので、使用量は極力制限して、得られる不織布の電気特性が損なわれないように使用割合としては３０質量％以下に抑制することが必要である。シクロオレフィン系樹脂の場合も、ＰＰＥ樹脂ほどではないが、やはり使用量は極力少なくするべきである。

サーマルボンド法は、多数本の石英ガラス長繊維を、その方向を揃えた後所定の長さに切断し、それらに熱融着性を有する合成繊維を配合して繊維群を形成し、この繊維群をカード機で開繊してカードウェブを形成し、このカードウェブを熱融着させることにより、不織布を形成する方法である。熱融着性を有する合成繊維の熱融着方法としては、従来の不織布製造装置に用いられる乾燥機、加熱機を用いる方法および熱プレスロールを用いる方法がある。熱プレスロールを用いる熱融着方法においては、プレスロールの間隙を調整することにより、厚さがより均一でかつ厚さの薄い石英ガラス不織布を製造することが可能である。サーマルボンド法における加熱温度は配合する熱融着性を有する合成繊維の溶融特性に応じて適宜設定される。例えばポリオレフィン系熱融着繊維を用いる場合には、およそ１４０℃に設定される。

サーマルボンド法による場合にも、製造される石英ガラス不織布の電気特性を劣化させない為には、熱融着性合成繊維として、電気特性の優れた繊維を選択することが重要である。具体的には、用いる熱融着性合成繊維は、１ＭＨｚにおける比誘電率が２．５以下であり、かつ誘電損失（ｔａｎδ）が３×１０^−３以下であることが好ましい。用いる熱融着性合成繊維は、繊維長が石英ガラス繊維とほぼ等しいことが好ましく、繊維径が０．５ｄＴ〜１０ｄＴの範囲にあることが好ましい。繊維径が上記の範囲未満であると、熱融着性繊維自体の強度が低下してカードウェブの歩留まりが低下しやすくなり、上記の範囲を超えると熱融着箇所の数が低下し得られた不織布の強度が低下しやすくなる。また、繊維長が石英ガラス繊維の繊維長に対して長すぎたり、短すぎたりすると、カードウェブを形成する際の石英ガラス繊維との混合が困難になり、得られた不織布において十分な強度が得づらくなる。
この熱融着性合成繊維の上記繊維群（石英ガラス繊維と熱融着性合成繊維の総量）における配合割合が５質量％以上、７０質量％以下にあることが好ましい。配合割合が、上記の範囲未満であると、得られた不織布において十分な強度が得られず、上記の範囲を超えると電気特性が低下する。
用いることのできる熱融着性合成繊維としては、オレフィン系繊維、ダイワボウ製ポリプロＰＮ、ＮＢＦ（Ｅ）等が挙げられる。これらオレフィン系繊維の１ＭＨｚにおける比誘電率ε’は２．３、ｔａｎδは０．０００３程度である。

このように径の均一な石英ガラス長繊維を原料として用い、かつ適切な交絡手段を用いることによって、均一な目付け、厚さに調整された石英ガラス不織布を得ることができ、１ＧＨｚ以上の高周波回路に適切な低誘電率、低誘電損失であり、かつこれらの特性が不織布内部で均一であり、プリプレグに形成する際に樹脂の流れ込み等が均一で、また基板としての電気特性も均一な高周波回路に好適な石英ガラス不織布を安価に製造することが出来る。

石英ガラス長繊維の作成
上下に穴の開いた縦型の管状電気炉の上部に直径５ｍｍの合成石英ガラスロッドを２００本セットした。炉温度が２０００℃以上に加熱されている事を確認した後、これらロッドを炉内をゆっくりと下降（送り）させ、熔融した端部を縦型管状電気炉下部から高速で連続的に引き出し、ボビンにて２００本同時に巻き取った。合成石英ガラスロッドの送り速度と、石英ガラス長繊維の巻き取り速度を種々調整して種々の径の石英ガラス長繊維を作成した。表１に本実施例で作成した繊維径の平均値と最大値、最小値、及び送り速度と巻き取り速度を示す。形成された長繊維の長さは、１０，０００ｍであった。
なお、巻き取る際に、サイジング剤として３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（商品名 信越化学工業製ＫＢＭ−５０３）の１質量％酢酸水溶液にローラーを介して塗布した。

繊維径１μｍ未満の石英ガラス長繊維も作成したが、径の均一性を維持することが難しくなる上、繊維が極端に切れ易かった。繊維径が１μｍより細い超極細繊維は歩留まりが悪く製造に適さない。
一方、繊維径が２０μｍを超える太径繊維も作成したが、不織布とした際の厚さが厚くなり、また目付けも大きくなり易く、むらも大きくなるためにプリント配線基板用との不織布としては好ましくなかった。

石英ガラス繊維の調整
得られた合成石英ガラス長繊維の束を、方向を揃えて、長さ５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍにセラミクス製の刃を取り付けた裁断機を用いて裁断し、それぞれの長さのサンプル１−１〜１−９用の石英ガラス繊維群を作成した。
各石英ガラス繊維群中の石英ガラス繊維の繊維長のばらつきを測定したが、各長さに対して、５０ｍｍ±５ｍｍ、１００ｍｍ±５ｍｍ、３００ｍｍ±１０ｍｍ以内であった。

水流交絡法の実施例（サンプル１−１〜１-３：繊維径３μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍ、１-４〜１-６：繊維径６μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍ、１−７〜１−９：繊維径９μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍ）
サンプル１−１〜１−９用の石英ガラス繊維群を目付けを３０ｇ／ｍ^２に設定して別個にカード機（大和機工株式会社製造
サンプルローラカード３０−３００ＤＲ）にかけて開繊し、９種類のカードウェブを作成した。
開繊条件は、原料投入速度８ｇ／分（原料投入コンベア速度３m／分）、シリンダーロール速度６００ｍ／分、高速ワーカーロール速度６００ｍ／分、低速ワーカーロール速度８ｍ／分、巻取りドラム速度３ｍ／分で行ったが、これらの条件設定は、得られたカードウェブ・シートの地合いを見ながら、良好な地合いが得られるように駆動部の速度を調整して行った。
開繊したそれぞれの長さの石英ガラス繊維を用いたカードウェブを目付け３０ｇ／ｍ^２に設定し、乾式水流交絡法によりサンプル１−１〜１−９の石英ガラス乾式スパンレース不織布を作成した。
水流交絡法は、カードウェブを５０メッシュのプラスチックネットからなる搬送ベルト上に供給し、搬送ベルトを約７ｍ／分で走行させた。搬送ベルトの走行経路に配置されたウォーター・ジェット処理装置（川之江造機株式会社製造 水圧力 最高１６ＭＰａ）で、高圧液体柱状流による交絡処理を行った。
ウォーター・ジェット処理装置は、ノズル細孔を孔径０．０８〜０．１ｍｍ、間隔０．６〜１．０ｍｍで横一列に配設させたものを、搬送ベルトの走行方向に対して垂直に３列で設置し、ウォーター・ジェット処理装置のノズル細孔とカードウェブの表面との距離を２ｃｍに設置し、三列の水流噴射機から水圧１．０〜５．０ＭＰａで水流を噴射させた。
上記の方法で交絡させたシートをスルードライヤー方式の乾燥機を用い、１２０℃で1分間乾燥させ、石英ガラス乾式スパンレース不織布を形成した。

得られた各サンプルの不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシートの四隅近傍および中央から、更に５ｃｍ×５ｃｍの小サンプルを５枚切り出して、その重量を測定することにより目付け及び厚さのばらつきを測定した。また、そのサンプルを用いて電気特性を測定した。

各サンプルにおける不織布の目付け及び厚さのばらつきを他の実施例と併せて表２に示す。目付けは各シートの重量を測定し求めた。また、厚さはＪＩＳ Ｐ−８１１８「紙及び板紙―厚さ及び密度の試験方法」に準じて５３．９ｋＰａ（５５０ｇｆ／ｃｍ^２）で測定した。

各サンプルにおける不織布の電気特性をＪＩＳ Ｒ１６４１に準じて１２ＧＨｚの周波数で比誘電率及び誘電損失（ｔａｎδ）を測定した。評価結果を他の実施例と併せて表３（誘電率）および表４（誘電損失）に示す。

ケミカルボンド法の実施例（サンプル２−１〜２−３：繊維径３μｍ、繊維長２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２−４〜２−６：繊維径６μｍ、繊維長２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２−７〜２−９：繊維径９μｍ、繊維長２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ）
実施例１と同様に作成した繊維径が３μｍ、６μｍ、９μｍの３種類の石英ガラス長繊維を長さ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍにカットしてカード機にかけて開繊して得られたカードウェブを目付け３０ｇ／ｍ^２に設定し、ケミカルボンド法によりサンプル２−１〜２−９の石英ガラス乾式スパンレース不織布を作成した。
カットした石英ガラス繊維の長さはそれぞれ、２０ｍｍ±２ｍｍ、５０ｍｍ±５ｍｍ、１００ｍｍ±５ｍｍの範囲であった。

ケミカルボンド法は、カードウェブを均等になるように注意しつつ、５０メッシュの金網に挟み込んで金網全体を約５ｍ／分で走行させつつ、シクロオレフィンポリマー（商品名 日本ゼオン製ゼオネックス）の１質量％トルエン溶液中に浸漬した。
含浸させたカードウェブを防爆型ベルト乾燥機にて乾燥後、ケミカルボンド法による石英ガラス乾式スパンレース不織布を得た。

得られた石英ガラス不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシート各５枚に関して、実施例１と同様に目付け及び厚さ、電気特性を測定した。
これらの測定結果を他の実施例と併せて表２〜４に示す。

水流交絡法＋ケミカルボンド法の実施例（サンプル３−１）
実施例１で作成したサンプル１−４の石英ガラス乾式スパンレース不織布（水流交絡法・用いた石英ガラス繊維の繊維長５０ｍｍ、繊維径６μｍ・目付け３０ｇ／ｍ^２）を、５０メッシュの金網からなる搬送ベルト上に供給し、搬送ベルトを約７ｍ／分で走行させた。搬送ベルトの走行経路に配置されたスプレー処理装置で、シクロオレフィンポリマー（商品名 日本ゼオン製ゼオネックス）の１質量％トルエン溶液をスプレーした。得られたシクロオレフィンポリマーを塗布した石英ガラス乾式スパンレース不織布を１２０℃で1分間乾燥させ、バインダーを塗布したサンプル３−１の石英ガラス乾式スパンレース不織布を得た。
水流交絡法とケミカルボンド法を併用することにより、水流交絡法のみによる不織布と比較して強度の強い不織布を得ることが出来、ケミカルボンド法のみによる不織布と比較して使用するバインダーの塗布量を低減できる為に、電気特性的に有利な不織布を得ることが出来た。

得られた石英ガラス不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシート各５枚に関して、実施例１と同様に目付け及び厚さ、電気特性を測定した。
これらの測定結果を他の実施例と併せて表２〜４に示す。

サーマルボンド法の実施例（サンプル４−１〜４−２：石英ガラス繊維径３μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ、４−３〜４−４：石英ガラス繊維径６μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ、４−５〜４−６：石英ガラス繊維径９μｍ、繊維長５０ｍｍ、１００ｍｍ）
実施例１と同様に作成した繊維径が３μｍ、６μｍ、９μｍの石英ガラス長繊維を、長さ５０ｍｍ及び１００ｍｍにカットして得られた各石英ガラス繊維群９０質量％および長さ４５ｍｍ（石英ガラス繊維５０ｍｍに使用）、及び長さ９５ｍｍ（石英ガラス繊維１００ｍｍに使用）にカットしたポリオレフィン系繊維（ダイワボウ ＮＢＦ（Ｅ）：繊維径３.３ｄＴ）１０質量％を均一に混合し、カード機にかけて開繊した。この際、得られたカードウェブを目付け３０ｇ／ｍ^２に設定し、サーマルボンド法によりサンプル４−１〜４−６の石英ガラス乾式サーマルボンド不織布を作成した。
また、同様に石英ガラス繊維径６μｍ、長さ５０ｍｍの石英ガラス繊維に関して、石英ガラス繊維群８０質量％、ポリオレフィン系繊維２０質量％の混合不織布（サンプル４−７）、石英ガラス繊維群７０質量％、ポリオレフィン系繊維３０質量％の混合不織布（サンプル４−８）、石英ガラス長繊維５０質量％、ポリオレフィン系繊維５０質量％の混合不織布（サンプル４−９）も同様の方法で作成した。ポリオレフィン系繊維の長さは全て４５ｍｍとした。

サーマルボンド法は熱融着繊維、本例ではダイワボウ ＮＢＦ（Ｅ）と石英ガラス繊維群を予め所定割合に混合して、カード機にて開繊、カードウェブとし、これを加熱して熱融着繊維を熱溶融することで石英ガラス繊維を熱融着して不織布とする方法である。加熱手段は一般的な乾燥機、熱プレスロールがあるが、熱プレスロール方式を用いることが好ましい。これはプレスロールの間隔を調整することにより、得られる不織布の厚さを一定にすることが出来るからである。

カード機により開繊して得られたカードウェブを１４０℃に加熱した熱プレスロール機に投入し、６ｋｇ／ｃｍ^２の加重を１２０秒間かけて、配合したポリオレフィン系繊維を熱融着させてサンプル４−１〜４−９の石英ガラス乾式サーマルボンド不織布とした。

得られた石英ガラス不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシート各５枚に関して、実施例１と同様に目付け及び厚さ、電気特性を測定した。
これらの測定結果を他の実施例と併せて表２〜４に示す。

水流交絡＋サーマルボンド法の実施例（サンプル５−１）
実施例４のサンプルの４−１で用いた石英ガラス繊維群（石英ガラス繊維の繊維径６μｍ、長さ５０ｍｍ）９０質量％および長さ４５ｍｍにカットしたポリオレフィン系繊維（ダイワボウ ＮＢＦ（Ｅ））１０質量％を均一に混合し、目付けを３０ｇ／ｍ^２に設定して開繊して得たカードウェブを実施例１と同様の条件でウォーター・ジェット装置を用いて水流交絡させ、熱融着繊維を含んだ石英ガラス乾式スパンレース不織布を作成した。
この石英ガラス乾式スパンレース不織布を実施例４と同様の条件で熱プレスロール機に投入し、配合したポリオレフィン系繊維を熱融着させてサンプル５−１の石英ガラス乾式スパンレース不織布を得た。

得られた石英ガラス不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシート各５枚に関して、実施例１と同様に目付け及び厚さ、電気特性を測定した。
これらの測定結果を他の実施例と併せて表２〜４に示す。

比較例１
直径０．３ｍｍの石英ガラスロッドを線速度１．８ｍ／分で回転する原料供給ローラーにより酸水素バーナーの火炎中に導入すると共に、その上方からエアーサクションにより吸引して排気する。この時、酸水素バーナーのガス圧力は酸素８ｋｇ／ｃｍ^２、水素２ｋｇ／ｃｍ^２とした。繊維径が約６μｍになるように吹き飛ばされた石英ガラス短繊維を金網にて回収して繊維の長さ及び繊維径のばらつきを測定した。その結果、石英ガラス繊維の長さの平均値は１．２ｍ、最小値は０．５ｍ、最大値は２．０ｍであり、繊維径の平均値は６．０μｍ、最小値は３μｍ、最大値は８．５μｍであった。
この短繊維を実施例１と同様の要領で長さをおよそ１００ｍｍに切断し、カード機にて開繊したカードウェブとした後、目付けを３０ｇ／ｍ^２に設定して、水流交絡法により石英ガラス不織布とした。
この際、カード特性があまり良好ではなく、投入重量のおよそ４０％がきれいに開繊することが出来ず、だまになってしまい、除外された。実施例１〜５の場合のカード特性は極めて良好で、平均９０％以上の繊維が開繊されている事と対照的である。
得られた石英ガラス不織布を４０ｃｍ×２５ｃｍに裁断し、裁断したシート各５枚に関して、実施例１と同様に目付け及び厚さ、電気特性を測定した。
これらの測定結果を実施例と併せて表２〜４に示す。

表２続き

表２続き

実施例においては同一試料内での目付けおよび厚さのばらつきは極めて良好であるのに対し、比較例ではばらつきが大きい。

実施例においては同一試料内での比誘電率のばらつきは極めて良好であるのに対し、比較例ではばらつきが大きい。

実施例においては同一試料内での誘電損失のばらつきは極めて良好であるのに対し、比較例ではばらつきが大きい。

Claims (7)

1. 周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布の製造方法であって、多数本の一定径の石英ガラス長繊維を、方向を揃えた後所定の長さに切断して、一定長の石英ガラス繊維からなる石英ガラス繊維群を形成し、この石英ガラス繊維群をカード機で開繊してカードウェブを作製し、このカードウェブの石英ガラス繊維を少なくとも水流交絡法を用いて交絡させて不織布を製造することを特徴とする石英ガラス不織布の製造方法。
2. 前記石英ガラス長繊維が、ロッド延伸法にて作成されたものであり、直径１μｍ以上、２０μｍ以内の範囲にあり、長さが１０ｍ以上の長繊維であり、前記石英ガラス繊維群中の石英ガラス繊維の繊維径のばらつきが直径に対して±２０％以内であることを特徴とする請求項１に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
3. 前記切断された繊維長さが１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
4. 前記カード機により得られた石英ガラス繊維からなるカードウェブに、水流交絡を施した後、バインダーを塗布して不織布を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の石英ガラス不織布の製造方法。
5. 周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布の製造方法であって、多数本の石英ガラス長繊維を、その方向を揃えた後所定の長さに切断し、それらに熱融着性を有する合成繊維を配合して繊維群を形成し、この繊維群をカード機で開繊してカードウェブを形成し、このカードウェブの石英ガラス繊維および合成繊維を水流交絡法を用いて交絡させた後、熱融着させることにより、不織布を形成することを特徴とする石英ガラス不織布の製造方法。
6. 石英ガラス繊維に配合される熱融着性を有する合成繊維が、１ＭＨｚにおける比誘電率が２．５以下であり、かつ誘電損失（ｔａｎδ）が３×１０^−３以下であり、繊維径が０．５ｄＴ（デシテックス）〜１０ｄＴの範囲にあり、前記繊維群における配合割合が５質量％以上、７０質量％以下にあることを特徴とする請求項５に記載の石英ガラス不織布の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の石英ガラス不織布の製造方法によって製造された、周波数が１ＧＨｚ以上の高周波回路を形成するプリント配線基板に用いられる石英ガラス不織布。